CN116032349A - 基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统，涉及无线通信网络领域，通过赋予部分子节点相应的特征属性进行标记，逐级判断出初始传输后剩余的子节点，启用数据流进行二级传输至该子节点，逐级进行信号数据流的传输，同时，赋值后续所有剩余子节点的特征属性问题，给每个子节点均加上标签，防止了次级传输过程中的重复发布问题，采用矩阵赋值法获取了子节点的回馈信号增益，将具象化的距离属性转变成了易于计算的数学矩阵，极大的简便了中心问题的判断及调整，将同值子节点按照同一TPC协议进行传输并对其进行优先状态反馈调整，解决了子节点过多拥挤网络通道的问题，减轻了处理器的负载，提高了发布及状态信号回馈的速率。

Description

基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统

技术领域

本发明涉及无线通信网络的技术领域，尤其涉及基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统。

背景技术

目前有关灾害预警信息的发布主要还是通过电视插播、手机短信、GPRS、RDS（无线数据广播系统）、电话等手段进行发布，当基站出现问题则信号缺失，无法预警。考虑到北斗卫星导航定位系统的短报文功能能够建立起发布速度快、覆盖广、区域针对性强、易于推广的信息发布系统而被采纳应用。

基于北斗卫星进行短距离信息发布的方式成本高、单台设备信息发布半径小，基于此，现有技术给出了通过北斗卫星与低成本的短距离无线通信技术结合，如发明专利——基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统，其申请号为：201610654215.4、授权公告号为：CN 106253969 B，实现了较大范围的信息发布、终端监控及远程控制，但该项技术在进行中心节点及子节点的一级传输时，当子节点过多时，由于各传输处于同一TPC协议下，容易出现信息延迟，一旦出现信息延迟现象，子节点相互之间在进行二级传输时容易将处于加载信息中的相应子节点误判为未接收到信息而再次进行二级信息发布，造成了信息重复发布现象的出现，运算量提高造成负载过大的同时也影响后续发布的速率。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有预警信息发布系统存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：解决现有北斗卫星与短距离无线通信技术结合运行过程中，在进行中心节点及子节点的一级传输时，当子节点过多时，容易出现信息延迟，子节点相互之间在进行二级传输时容易将处于加载信息中的相应子节点误判为未接收到信息而再次进行二级信息发布，造成了信息重复发布现象的出现，运算量提高造成负载过大的同时也影响后续发布速率的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统，包括北斗卫星、 预警信息发布平台、北斗预警信息接收中心节点、多个北斗预警信息接收子节点，所述预警信息发布平台与北斗卫星通讯；北斗预警信息接收中心节点与北斗卫星通讯；北斗预警信息接收中心节点和多个北斗预警信息接收子节点均连接至短距离无线通信网络中，包括：特征属性模块，嵌设于北斗预警信息接收中心节点并与其通过以太网数据连接，并于进行初次短距离传输时同步赋予部分北斗预警信息接收子节点相应的特征属性；属性判断模块，嵌设于各个北斗预警信息接收子节点并与其通过以太网数据连接，实时获取各个北斗预警信息接收子节点所接收的特征属性，获取相应相邻两个北斗预警信息接收子节点之间的属性权属值，依据所述属性权属值判定相应另一北斗预警信息接收子节点是否属性特征标记过，排除属性特征标记过的北斗预警信息接收子节点，进入下一北斗预警信息接收子节点的判断，逐级判断；二级传输控制模块，嵌设于各个北斗预警信息接收子节点并与所述属性判断模块数据连接，当所述属性判断模块判定北斗预警信息接收子节点未被标记过时，启用数据流进行二级传输至该北斗预警信息接收子节点，逐级传输；二级传输赋值模块，嵌设于所述二级传输控制模块并与所述属性判断模块数据连接，在启用数据流进行二级传输时，获取用以判断的上级北斗预警信息接收子节点的特征属性，并将该特征属性赋值至接收数据流的北斗预警信息接收子节点中形成新的带有特征属性的数据流。

作为本发明所述的基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统的一种优选方案，其中：所述特征属性模块于进行初次短距离传输时同步赋予部分北斗预警信息接收子节点相应的特征属性具体包括：实时通过短距离无线通信获取多个北斗预警信息接收子节点距离北斗预警信息接收中心节点的距离变动；依据实时距离生成距离属性λ；监测北斗预警信息接收中心节点的信息传输端口，并当所述信息传输端口出现数据流时筛选出符合初次传输要求的北斗预警信息接收子节点，依据其当前时刻对应的所述距离属性λ生成属性后缀矩阵T；将所述属性后缀矩阵T嵌入数据流中形成新的发布信息，定义所述属性后缀矩阵T为特征属性；

其中，距离属性λ单位定义为m；

其中，属性后缀矩阵T表达为：

。

作为本发明所述的基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统的一种优选方案，其中：所述属性权属值获取运行公式具体为：

；

其中，α为所述属性权属值；T₁及T₂分别为相应相邻两个北斗预警信息接收子节点的特征属性标定。

作为本发明所述的基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统的一种优选方案，其中：定义不符合初次传输要求的北斗预警信息接收子节点的特征属性为初始矢量零。

作为本发明所述的基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统的一种优选方案，其中：定义所述属性权属值不为单位零时，判定结果为二级传输过程中当前相应北斗预警信息接收子节点属性特征标记过。

作为本发明所述的基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统的一种优选方案，其中：还包括初始加载监督模块，嵌设于北斗预警信息接收中心节点，与所述属性判断模块数据连接，并与所述特征属性模块信号连接；实时获取各个北斗预警信息接收子节点所接收的特征属性；当特征属性中的参值量高于500m且加载过的相邻两个北斗预警信息接收子节点之间任一所述属性权属值的生成速度低于0.1ms时所述初始加载监督模块到达阈值；所述初始加载监督模块发出控制命令停止北斗预警信息接收中心节点进行初始传输加载。

作为本发明所述的基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统的一种优选方案，其中：依据所述初始加载监督模块筛选所述特征属性模块在初次传输过程中符合初次传输要求的北斗预警信息接收子节点，当所述初始加载监督模块发出控制命令停止传输时，前序筛选出的北斗预警信息接收子节点为符合初次传输要求的北斗预警信息接收子节点。

作为本发明所述的基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统的一种优选方案，其中：还包括有回馈信号增益模块，与所述属性判断模块及所述二级传输赋值模块通过GPRS数据连接，依据获取的各个北斗预警信息接收子节点的所述特征属性进行回馈信号增益，具体包括：获取回馈信号增益值；通过所述回馈信号增益值进行分类，合并所述回馈信号增益值相同的北斗预警信息接收子节点；将同值北斗预警信息接收子节点按照同一TPC协议进行回馈传输，将所述回馈信号增益值大的北斗预警信息接收子节点进行优先状态反馈；

其中，依据以下公式获取所述回馈信号增益值：

；

其中，β为回馈信号增益值；T为北斗预警信息接收子节点的属性后缀矩阵；λ₂为该北斗预警信息接收子节点在北斗预警信息接收中心节点完成所有信息发布后的即时距离属性λ。

本发明的有益效果：本发明提供基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统，通过特征属性模块赋予部分北斗预警信息接收子节点相应的特征属性进行标记，而后依据属性判断模块逐级判断出初始传输后剩余的北斗预警信息接收子节点，启用数据流进行二级传输至该北斗预警信息接收子节点，逐级进行信号数据流的传输，同时，本发明通过二级传输赋值模块赋值后续所有剩余子节点的特征属性问题，给每个子节点均加上标签，防止了次级传输过程中的重复发布问题，同时，本发明采用矩阵赋值法获取了子节点的回馈信号增益，将具象化的距离属性转变成了易于计算的数学矩阵，极大的简便了中心问题的判断及调整，将同值子节点按照同一TPC协议进行传输并对其进行优先状态反馈调整，解决了子节点过多拥挤网络通道的问题，减轻了处理器的负载，极大提高了发布及状态信号回馈的速率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明提供的基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统的系统模块图。

图2为本发明提供的特征属性模块于进行初次短距离传输时同步赋予部分北斗预警信息接收子节点相应特征属性的方法流程图。

图3为本发明提供的初始加载监督模块运行的方法流程图。

图4为本发明提供的回馈信号增益模块运行的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

现有基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统在进行中心节点及子节点的一级传输时，当子节点过多时，由于各传输处于同一TPC协议下，容易出现信息延迟，一旦出现信息延迟现象，子节点相互之间在进行二级传输时容易将处于加载信息中的相应子节点误判为未接收到信息而再次进行二级信息发布，造成了信息重复发布现象的出现，运算量提高造成负载过大的同时也影响后续发布的速率。

故此，请参阅图1，本发明提供基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统，包括北斗卫星、 预警信息发布平台、北斗预警信息接收中心节点、多个北斗预警信息接收子节点，预警信息发布平台与北斗卫星通讯；北斗预警信息接收中心节点与北斗卫星通讯；北斗预警信息接收中心节点和多个北斗预警信息接收子节点均连接至短距离无线通信网络中，包括：

特征属性模块100，嵌设于北斗预警信息接收中心节点并与其通过以太网数据连接，并于进行初次短距离传输时同步赋予部分北斗预警信息接收子节点相应的特征属性；

属性判断模块200，嵌设于各个北斗预警信息接收子节点并与其通过以太网数据连接，实时获取各个北斗预警信息接收子节点所接收的特征属性，获取相应相邻两个北斗预警信息接收子节点之间的属性权属值，依据属性权属值判定相应另一北斗预警信息接收子节点是否属性特征标记过，排除属性特征标记过的北斗预警信息接收子节点，进入下一北斗预警信息接收子节点的判断，逐级判断；

二级传输控制模块300，嵌设于各个北斗预警信息接收子节点并与属性判断模块200数据连接，当属性判断模块200判定北斗预警信息接收子节点未被标记过时，启用数据流进行二级传输至该北斗预警信息接收子节点，逐级传输；

二级传输赋值模块400，嵌设于二级传输控制模块300并与属性判断模块200数据连接，在启用数据流进行二级传输时，获取用以判断的上级北斗预警信息接收子节点的特征属性，并将该特征属性赋值至接收数据流的北斗预警信息接收子节点中形成新的带有特征属性的数据流。

需要额外说明的是，北斗预警信息接收中心节点与北斗预警信息接收子节点组成树形网络结构，其中，北斗预警信息接收中心节点为根节点，通过各个北斗预警信息接收子节点向下扩展树形网络结构；北斗预警信息接收子节点包括主控芯片，与主控芯片连接的无线通信模块。

预警信息发布平台包括服务器，分别与服务器连接的计算机和北斗通信中心机，与北斗通信中心机连接的北斗天线；计算机上安装运行北斗应急预警平台软件。

北斗预警信息接收中心节点包括连接有天线的北斗模块，与北斗模块连接的主控芯片，与主控芯片连接的无线通信模块。

无线通信模块工作在ISM频段。

预警信息发布平台用于发布预警信息，用于接收各个节点状态信息，对各个节点参数进行设置；北斗预警信息接收中心节点，用于接收预警信息，并向短距离无线通信网络中的多个北斗预警信息接收子节点广播预警信息及控制命令，监控短距离无线通信网络中各北斗预警信息接收子节点运行状态，并通过北斗卫星向预警信息发布平台上的监控软件返回状态信息；

北斗预警信息接收子节点，用于接收预警信息接收中心节点或其他北斗预警信息接收子节点发来的无线通信信息，并将其中的预警信息告知用户；同时通过短距离无线通信网络上报自身的工作状态。

预警信息发布平台通过RDSS短报文通信功能将预警信息发布出去，北斗预警信息接收中心节点具有RDSS短报文收发功能。

进一步的，请参阅图2，特征属性模块100于进行初次短距离传输时同步赋予部分北斗预警信息接收子节点相应的特征属性具体包括：

S1：实时通过短距离无线通信获取多个北斗预警信息接收子节点距离北斗预警信息接收中心节点的距离变动；

S2：依据实时距离生成距离属性λ；

S3：监测北斗预警信息接收中心节点的信息传输端口，并当信息传输端口出现数据流时筛选出符合初次传输要求的北斗预警信息接收子节点，依据其当前时刻对应的距离属性λ生成属性后缀矩阵T；

S4：将属性后缀矩阵T嵌入数据流中形成新的发布信息，定义属性后缀矩阵T为特征属性；

其中，距离属性λ单位定义为m；

其中，属性后缀矩阵T表达为：

。

更进一步的，属性权属值获取运行公式具体为：

；

其中，α为属性权属值；T₁及T₂分别为相应相邻两个北斗预警信息接收子节点的特征属性标定。

具体的，定义不符合初次传输要求的北斗预警信息接收子节点的特征属性为初始矢量零。

具体的，定义属性权属值不为单位零时，判定结果为二级传输过程中当前相应北斗预警信息接收子节点属性特征标记过。

更进一步的，还包括初始加载监督模块500，嵌设于北斗预警信息接收中心节点，与属性判断模块200数据连接，并与特征属性模块100信号连接，请参阅图3；

Q1：实时获取各个北斗预警信息接收子节点所接收的特征属性；

Q2：当特征属性中的参值量高于500m且加载过的相邻两个北斗预警信息接收子节点之间任一属性权属值的生成速度低于0.1ms时初始加载监督模块500到达阈值；

Q3：初始加载监督模块500发出控制命令停止北斗预警信息接收中心节点进行初始传输加载。

具体的，依据初始加载监督模块500筛选特征属性模块100在初次传输过程中符合初次传输要求的北斗预警信息接收子节点，当初始加载监督模块500发出控制命令停止传输时，前序筛选出的北斗预警信息接收子节点为符合初次传输要求的北斗预警信息接收子节点。

额外的，还包括有回馈信号增益模块600，与属性判断模块200及二级传输赋值模块400通过GPRS数据连接，依据获取的各个北斗预警信息接收子节点的特征属性进行回馈信号增益，请参阅图4，具体包括：

H1：获取回馈信号增益值；

H2：通过回馈信号增益值进行分类，合并回馈信号增益值相同的北斗预警信息接收子节点；

H3：将同值北斗预警信息接收子节点按照同一TPC协议进行回馈传输，将回馈信号增益值大的北斗预警信息接收子节点进行优先状态反馈；

其中，依据以下公式获取回馈信号增益值：

；

其中，β为回馈信号增益值；T为北斗预警信息接收子节点的属性后缀矩阵；λ₂为该北斗预警信息接收子节点在北斗预警信息接收中心节点完成所有信息发布后的即时距离属性λ。

本发明提供基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统，通过特征属性模块赋予部分北斗预警信息接收子节点相应的特征属性进行标记，而后依据属性判断模块逐级判断出初始传输后剩余的北斗预警信息接收子节点，启用数据流进行二级传输至该北斗预警信息接收子节点，逐级进行信号数据流的传输，同时，本发明通过二级传输赋值模块赋值后续所有剩余子节点的特征属性问题，给每个子节点均加上标签，防止了次级传输过程中的重复发布问题，同时，本发明采用矩阵赋值法获取了子节点的回馈信号增益，将具象化的距离属性转变成了易于计算的数学矩阵，极大的简便了中心问题的判断及调整，将同值子节点按照同一TPC协议进行传输并对其进行优先状态反馈调整，解决了子节点过多拥挤网络通道的问题，减轻了处理器的负载，极大提高了发布及状态信号回馈的速率。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统，包括北斗卫星、 预警信息发布平台、北斗预警信息接收中心节点、多个北斗预警信息接收子节点，所述预警信息发布平台与北斗卫星通讯；北斗预警信息接收中心节点与北斗卫星通讯；北斗预警信息接收中心节点和多个北斗预警信息接收子节点均连接至短距离无线通信网络中，其特征在于，包括：

特征属性模块（100），嵌设于北斗预警信息接收中心节点并与其通过以太网数据连接，并于进行初次短距离传输时同步赋予部分北斗预警信息接收子节点相应的特征属性；

属性判断模块（200），嵌设于各个北斗预警信息接收子节点并与其通过以太网数据连接，实时获取各个北斗预警信息接收子节点所接收的特征属性，获取相应相邻两个北斗预警信息接收子节点之间的属性权属值，依据所述属性权属值判定相应另一北斗预警信息接收子节点是否属性特征标记过，排除属性特征标记过的北斗预警信息接收子节点，进入下一北斗预警信息接收子节点的判断，逐级判断；

二级传输控制模块（300），嵌设于各个北斗预警信息接收子节点并与所述属性判断模块（200）数据连接，当所述属性判断模块（200）判定北斗预警信息接收子节点未被标记过时，启用数据流进行二级传输至该北斗预警信息接收子节点，逐级传输；

二级传输赋值模块（400），嵌设于所述二级传输控制模块（300）并与所述属性判断模块（200）数据连接，在启用数据流进行二级传输时，获取用以判断的上级北斗预警信息接收子节点的特征属性，并将该特征属性赋值至接收数据流的北斗预警信息接收子节点中形成新的带有特征属性的数据流。

2.根据权利要求1所述的基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统，其特征在于，所述特征属性模块（100）于进行初次短距离传输时同步赋予部分北斗预警信息接收子节点相应的特征属性具体包括：

实时通过短距离无线通信获取多个北斗预警信息接收子节点距离北斗预警信息接收中心节点的距离变动；

依据实时距离生成距离属性λ；

监测北斗预警信息接收中心节点的信息传输端口，并当所述信息传输端口出现数据流时筛选出符合初次传输要求的北斗预警信息接收子节点，依据其当前时刻对应的所述距离属性λ生成属性后缀矩阵T；

将所述属性后缀矩阵T嵌入数据流中形成新的发布信息，定义所述属性后缀矩阵T为特征属性；

其中，距离属性λ单位定义为m；

其中，属性后缀矩阵T表达为：

。

3.根据权利要求2所述的基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统，其特征在于，所述属性权属值获取运行公式具体为：

；

其中，α为所述属性权属值；T₁及T₂分别为相应相邻两个北斗预警信息接收子节点的特征属性标定。

4.根据权利要求3所述的基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统，其特征在于：定义不符合初次传输要求的北斗预警信息接收子节点的特征属性为初始矢量零。

5.根据权利要求4所述的基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统，其特征在于：定义所述属性权属值不为单位零时，判定结果为二级传输过程中当前相应北斗预警信息接收子节点属性特征标记过。

6.根据权利要求5所述的基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统，其特征在于：还包括初始加载监督模块（500），嵌设于北斗预警信息接收中心节点，与所述属性判断模块（200）数据连接，并与所述特征属性模块（100）信号连接；

实时获取各个北斗预警信息接收子节点所接收的特征属性；

当特征属性中的参值量高于500m且加载过的相邻两个北斗预警信息接收子节点之间任一所述属性权属值的生成速度低于0.1ms时所述初始加载监督模块（500）到达阈值；

所述初始加载监督模块（500）发出控制命令停止北斗预警信息接收中心节点进行初始传输加载。

7.根据权利要求6所述的基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统，其特征在于：依据所述初始加载监督模块（500）筛选所述特征属性模块（100）在初次传输过程中符合初次传输要求的北斗预警信息接收子节点，当所述初始加载监督模块（500）发出控制命令停止传输时，前序筛选出的北斗预警信息接收子节点为符合初次传输要求的北斗预警信息接收子节点。

8.根据权利要求7所述的基于北斗卫星及短距离无线通信的预警信息发布系统，其特征在于，还包括有回馈信号增益模块（600），与所述属性判断模块（200）及所述二级传输赋值模块（400）通过GPRS数据连接，依据获取的各个北斗预警信息接收子节点的所述特征属性进行回馈信号增益，具体包括：

获取回馈信号增益值；

通过所述回馈信号增益值进行分类，合并所述回馈信号增益值相同的北斗预警信息接收子节点；

将同值北斗预警信息接收子节点按照同一TPC协议进行回馈传输，将所述回馈信号增益值大的北斗预警信息接收子节点进行优先状态反馈；

其中，依据以下公式获取所述回馈信号增益值：

；

其中，β为回馈信号增益值；T为北斗预警信息接收子节点的属性后缀矩阵；λ₂为该北斗预警信息接收子节点在北斗预警信息接收中心节点完成所有信息发布后的即时距离属性λ。

Images